RU2732844C1 - Corrosion and scaling inhibitor - Google Patents

Corrosion and scaling inhibitor Download PDF

Info

Publication number
RU2732844C1
RU2732844C1 RU2020112323A RU2020112323A RU2732844C1 RU 2732844 C1 RU2732844 C1 RU 2732844C1 RU 2020112323 A RU2020112323 A RU 2020112323A RU 2020112323 A RU2020112323 A RU 2020112323A RU 2732844 C1 RU2732844 C1 RU 2732844C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alkali metal
water
inhibitor
corrosion
sulphate
Prior art date
Application number
RU2020112323A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Станиславович Владыкин
Константин Андреевич Мурин
Константин Михайлович Бритвин
Original Assignee
Алексей Станиславович Владыкин
Константин Андреевич Мурин
Константин Михайлович Бритвин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Станиславович Владыкин, Константин Андреевич Мурин, Константин Михайлович Бритвин filed Critical Алексей Станиславович Владыкин
Priority to RU2020112323A priority Critical patent/RU2732844C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2732844C1 publication Critical patent/RU2732844C1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/167—Phosphorus-containing compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to corrosion inhibitors, carbonate, sulphate and iron oxide deposits, and can be used for normalization of iron ions content both in hot, cold tap water of general consumption, and in systems of water rotation supply of metallurgical, chemical and food enterprises and other industrial enterprises. Inhibitor contains, wt%: alkali metal phosphate 31.5–88.9; orthophosphate of alkali metal 42.6–6.53; alkali metal sulphate 12.0–3.25; alkali metal hydrocarbon 8.3–1.27; alkali metal hypochlorite 1.6–0.01; alkali metal fluoride 4.0–0.04.
EFFECT: obtaining a corrosion and scaling inhibitor in a solid state, the dosage of which in water circulation supply systems of industrial enterprises, water supply of general consumption DHW and DCW ranges from 1 to 10 g per ton of treated water.
1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к ингибиторам коррозии, карбонатных, сульфатных и железоокисных отложений, может применяться для нормализации содержания ионов железа как в горячей, холодной водопроводной воде общего потребления, так и в системах водооборотного снабжения металлургических, химических и пищевых предприятий и других промышленных предприятий.The invention relates to corrosion inhibitors, carbonate, sulfate and iron oxide deposits, can be used to normalize the content of iron ions both in hot and cold tap water for general consumption, and in water circulation systems for metallurgical, chemical and food enterprises and other industrial enterprises.

Известен ингибитор коррозии и солеотложения [Патент RU 2256727 C1, МПК C23F 11/167, 11/173, 14/02, заявка № 2003137235/02 от 23.12.2003, опубл. 20.07.2005 в Бюл. №20], включающий в себя фосфатный ингибитор, фосфонатный ингибитор, гигроскопические соли щелочных или щелочноземельных металлов неорганических кислот. Known inhibitor of corrosion and salt deposition [Patent RU 2256727 C1, IPC C23F 11/167, 11/173, 14/02, application No. 2003137235/02 from 23.12.2003, publ. 20.07.2005 in Bul. No. 20], which includes a phosphate inhibitor, phosphonate inhibitor, hygroscopic salts of alkali or alkaline earth metals of inorganic acids.

Схожие по действию и назначению продукты имеют ряд недостатков. Использование органических соединений, дозируемых в воду в виде составляющих компонентов являются негативными факторами для окружающей среды. В известных ингибиторах в качестве таких веществ встречаются бензотриазол, толилтриазол, оксиэтилидендифосфонат цинка, нитрилотриметилфосфонат, аскорбиновая кислота, глюконовая кислота [Патент RU 2458184 C1. МПК C23F 11/167, заявка № 2010150939/02 от 13.12.2010, опубл. 10.08.2012 в Бюл. № 22], оксиэтилидендифосфоновая кислота, аминоалканфосфоновая кислота, алкандифософоновая кислота, нитрилотриметилфосфоновая, фосфонобутантрикарбоновая кислота (ФБТК), фосфоногидроксиуксусная кислота, фосфоноянтарная кислота [Патент RU 2593569 C1. МПК C23F 11/167, C23C 22/42, заявка № 2015120937/02 от 03.06.2015, опубл.: 10.08.2016 в Бюл. № 22]. Products similar in action and purpose have a number of disadvantages. The use of organic compounds dosed into water in the form of constituent components are negative factors for the environment. In known inhibitors, benzotriazole, tolyltriazole, zinc hydroxyethylidene diphosphonate, nitrilotrimethylphosphonate, ascorbic acid, gluconic acid are found as such substances [Patent RU 2458184 C1. IPC C23F 11/167, application No. 2010150939/02 dated 13.12.2010, publ. 08/10/2012 in Bul. No. 22], oxyethylidene diphosphonic acid, aminoalkane phosphonic acid, alkanediphosophonic acid, nitrilotrimethylphosphonic, phosphonobutane tricarboxylic acid (PBTC), phosphonohydroxyacetic acid, phosphonosuccinic acid [Patent RU 2593569 C1. IPC C23F 11/167, C23C 22/42, application No. 2015120937/02 dated 03.06.2015, published: 10.08.2016 in Bul. No. 22].

Недостатком известного ингибитора [Патент RU 2256727 C1, МПК C23F 11/167, 11/173, 14/02, заявка № 2003137235/02 от 23.12.2003, опубл. 20.07.2005 в Бюл. №20] является эффективность. На тонну обрабатываемой воды предполагается дозировка 60 г ингибитора.The disadvantage of the known inhibitor [Patent RU 2256727 C1, IPC C23F 11/167, 11/173, 14/02, application No. 2003137235/02 from 23.12.2003, publ. 20.07.2005 in Bul. No. 20] is efficiency. A dosage of 60 g of inhibitor is assumed per ton of treated water.

Недостатком известного ингибитора также является наличие органических соединений, которые могут составлять до 40% массы.The disadvantage of the known inhibitor is also the presence of organic compounds, which can be up to 40% of the mass.

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в получении ингибитора коррозии и солеотложения в твердом состоянии, дозировка которого в системы водооборотного снабжения производственных предприятий, водоснабжения общего потребления ГВС и ХВС, составляет от 1 до 10 граммов на тонну обрабатываемой воды. The technical result of the proposed invention consists in obtaining a corrosion and scale inhibitor in a solid state, the dosage of which in the water circulation systems of industrial enterprises, water supply for the total consumption of hot water supply and cold water supply, is from 1 to 10 grams per ton of treated water.

Технический результат достигается тем, что ингибитор, помимо того, что содержит полифосфат, гигроскопические соли щелочных и щелочноземельных металлов, в частности, ортофосфаты, сульфаты щелочных и щелочноземельных металлов, включает в свой состав гидрокарбонат, гипохлорит и фторид щелочных металлов, мас. %: The technical result is achieved in that the inhibitor, in addition to containing polyphosphate, hygroscopic salts of alkali and alkaline earth metals, in particular, orthophosphates, sulfates of alkali and alkaline earth metals, includes bicarbonate, hypochlorite and fluoride of alkali metals, wt. %:

Полифосфат щелочных металлов Alkali metal polyphosphate 31,5÷88,931.5 ÷ 88.9 Ортофосфат щелочных металлов Alkali metal orthophosphate 42,6÷6,5342.6 ÷ 6.53 Сульфат щелочных металлов Alkali metal sulfate 12,0÷3,2512.0 ÷ 3.25 Гидрокарбонат щелочных металлов Alkali metal bicarbonate 8,3÷1,278.3 ÷ 1.27 Гипохлорит щелочных металлов Alkali metal hypochlorite 1,6÷0,011.6 ÷ 0.01 Фторид щелочных металловAlkali fluoride 4÷0,044 ÷ 0.04

Известно, что для более надежной защиты металлов от коррозии предпочитают исключить галогены из растворов, как опасный элемент. Находясь в растворе в виде анионов, сами галогены не проявляют окислительных свойств, т.к. находятся уже в полностью восстановленном состоянии. Можно утверждать, что пагубное влияние на защитные окисные пленки на поверхности металлов в частности стальных поверхностей связано именно с солевым эффектом, сопровождающим многократное увеличение растворимости малорастворимых солей, которыми являются защитные окисные пленки. К таким окисным пленкам относятся ортофосфаты. Гидролиз фосфатов щелочных металлов проходит по аниону, значение водородного показателя смещается в сторону щелочной среды, что обеспечивает восстановление хлора в гипохлорит-ионе. К свойствам фторидов относится способность образовывать коллоиды, а также комплексные соединения с ортофосфат ионом и кальцием Ca5(PO4)3F [С29, С159 – Химия элементов и соединений : учебное пособие / В.И. Ермолаева, В.М. Горшкова, Л.Е. Слынько, Н.Н. Двуличанская. — Санкт-Петербург : Лань, 2019. — 208 с. — ISBN 978-5-8114-3291-2. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система «Лань» : [сайт]. — URL: https://e.lanbook.com/book/111880 (дата обращения: 25.09.2019). — Режим доступа: для авториз. пользователей]. На примере хлоридов было выявлено значение предельной концентрации, при которой не происходит коррозия. Значение предельной концентрации составляет 150 ммоль/л, что соответствует массе хлорид-ионов 5,3 г/л. [Кузнецова, О.П. Применение фосфоната кальция для пигментирования противокоррозионных покрытий // Казань : Вестник Казанского технологического университета. 2012. №8. Т15. С. – 38-39]. Таким образом, обуславливается использование фтор и хлор содержащих добавок для снижения солеотложения при эффективном ингибировании процессов коррозии. В отличие от известных ингибиторов коррозии, защиты нагревательных элементов от солеотложения настоящий ингибитор предлагает более экологически чистый состав. It is known that for more reliable protection of metals from corrosion, they prefer to exclude halogens from solutions as a dangerous element. Being in solution in the form of anions, the halogens themselves do not exhibit oxidizing properties, because are already in a fully restored state. It can be argued that the detrimental effect on protective oxide films on the surface of metals, in particular on steel surfaces, is due precisely to the salt effect accompanying a multiple increase in the solubility of poorly soluble salts, which are protective oxide films. These oxide films include orthophosphates. Hydrolysis of alkali metal phosphates passes through the anion, the pH value is shifted towards the alkaline medium, which ensures the reduction of chlorine in the hypochlorite ion. The properties of fluorides include the ability to form colloids, as well as complex compounds with orthophosphate ion and calcium Ca 5 (PO 4 ) 3 F [С29, С159 - Chemistry of elements and compounds: textbook / V.I. Ermolaeva, V.M. Gorshkova, L.E. Slynko, N.N. Dvulichanskaya. - St. Petersburg: Lan, 2019 .-- 208 p. - ISBN 978-5-8114-3291-2. - Text: electronic // Electronic library system "Lan": [site]. - URL: https://e.lanbook.com/book/111880 (date of access: 25.09.2019). - Access mode: for authorization. users]. Using the example of chlorides, the value of the limiting concentration was revealed at which corrosion does not occur. The limiting concentration value is 150 mmol / l, which corresponds to the mass of chloride ions of 5.3 g / l. [Kuznetsova, O. P. Application of calcium phosphonate for pigmentation of anticorrosive coatings // Kazan: Bulletin of Kazan Technological University. 2012. No. 8. T15. S. - 38-39]. Thus, the use of fluorine and chlorine-containing additives is determined to reduce scale formation while effectively inhibiting corrosion processes. Unlike known corrosion inhibitors to protect heating elements from scale formation, this inhibitor offers a more environmentally friendly formulation.

Заявленное соотношение компонентов способствует уменьшению активности ионов кальция и гидрокарбонатов, что предотвращает выпадению в осадок карбоната кальция (см. таблицу 1) сохранение концентраций ионов кальция и гидрокарбонатов. Механизм процесса солеотложения заключается в том, что находящиеся в растворенном виде анионы гидрокарбоната в результате нагрева переходят в карбонаты и выпадают в осадок с катионами кальция, образуя малорастворимое соединение карбонат кальция. Изменение концентраций кальция и гидрокарбонатов до и после нагревания пропорционально количеству образующегося нерастворимого осадка карбоната кальция. Оптимальными для минимизации солеотложения будут такие условия, при которых не происходит уменьшение концентраций гидрокарбонатов и кальция при нагреве. Пробы 1, 2, 3 содержат ингибитор в дозировке 2 г ингибитора на 1 тонну обрабатываемой воды. Контрольная проба представлена водопроводной водой без растворенного ингибитора. При нагревании до температуры кипения концентрация кальция в контрольной пробе снизилась на 12,1 мг/л, а гидрокарбонатов на 45,2 мг/л. В пробах, содержащих ингибитор, понижение концентрации кальция на 50÷60% меньше, а значит выпадение осадка карбоната кальция в таких пробах пропорционально меньше. Вода для проб 1, 2, 3 и контрольной пробы отбиралась из одного источника единовременно. Химический состав проб используемого ингибитора указан в таблице 2.The claimed ratio of components helps to reduce the activity of calcium ions and bicarbonates, which prevents the precipitation of calcium carbonate (see table 1), maintaining the concentration of calcium ions and bicarbonates. The mechanism of the process of salt deposition is that the dissolved anions of bicarbonate as a result of heating transform into carbonates and precipitate with calcium cations, forming a slightly soluble compound calcium carbonate. The change in the concentration of calcium and bicarbonates before and after heating is proportional to the amount of the formed insoluble calcium carbonate precipitate. The optimal conditions for minimizing salt deposition will be those under which there is no decrease in the concentration of hydrocarbonates and calcium during heating. Samples 1, 2, 3 contain inhibitor in a dosage of 2 g of inhibitor per 1 ton of treated water. The control sample is represented by tap water without dissolved inhibitor. When heated to the boiling point, the concentration of calcium in the control sample decreased by 12.1 mg / l, and that of bicarbonates by 45.2 mg / l. In samples containing an inhibitor, the decrease in calcium concentration is 50 ÷ 60% less, which means that the precipitation of calcium carbonate in such samples is proportionally less. Water for samples 1, 2, 3 and the control sample was taken from one source at a time. The chemical composition of the samples of the inhibitor used is shown in Table 2.

Таблица 1 - Изменение концентраций ионов кальция и гидрокарбоната при нагреванииTable 1 - Change in the concentration of calcium and bicarbonate ions upon heating   Изменение концентрации Ca2+ Change in Ca 2+ concentration Изменение концентрации HCO3 - Change in concentration of HCO 3 - Протоколы лабораторных испытаний «Центр гигиены и эпидемиологии в Кировской области»Laboratory test protocols "Center for Hygiene and Epidemiology in the Kirov Region" КонтрольThe control 12,1 мг/л12.1 mg / l 45,2 мг/л45.2 mg / l  №67642 от 05.11.2019, №67637 от 30.10.2019No. 67642 dated 05.11.2019, No. 67637 dated 30.10.2019 Проба 1Sample 1 4,9 мг/л4.9 mg / l -60%-60% 36,5 мг/л36.5 mg / l -19%-19%  №67642 от 05.11.2019, №67636 от 31.10.2019No. 67642 dated 05.11.2019, No. 67636 dated 31.10.2019 Проба 2Sample 2 6,1 мг/л6.1 mg / l -50%-50% 36,5 мг/л36.5 mg / l -19%-19% №67642 от 05.11.2019, №67639 от 31.10.2019 No. 67642 dated 05.11.2019, No. 67639 dated 31.10.2019 Проба 3Sample 3 5,3 мг/л5.3 mg / l -56%-56% 36,5 мг/л36.5 mg / l -19%-19% №67642 от 05.11.2019, №67640 от 31.10.2019 No. 67642 dated 05.11.2019, No. 67640 dated 31.10.2019

Таблица 2 - Химический состав пробTable 2 - Chemical composition of samples КомпонентComponent Проба №1Sample No. 1 Проба №2Sample No. 2 Проба №3Sample No. 3 Полифосфат щелочных металлов Alkali metal polyphosphate 88,988.9 31,531.5 61,161.1 Ортофосфат щелочных металлов Alkali metal orthophosphate 6,536.53 42,642.6 23,5223.52 Сульфат щелочных металловAlkali metal sulfate 3,253.25 1212 7,637.63 Гидрокарбонат щелочных металловAlkali metal bicarbonate 1,271.27 8,38.3 4,784.78 Гипохлорит щелочных металлов Alkali metal hypochlorite 0,010.01 1,61.6 0,810.81 Фторид щелочных металловAlkali fluoride 0,040.04 44 2,162.16

Claims (2)

Ингибитор коррозии и солеотложения, включающий полифосфат, ортофосфат, сульфат щелочных металлов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидрокарбонат, гипохлорит и фторид щелочных металлов при соотношении, % мас.: An inhibitor of corrosion and scale formation, including polyphosphate, orthophosphate, alkali metal sulfate, characterized in that it additionally contains bicarbonate, hypochlorite and alkali metal fluoride at a ratio, wt%: полифосфат щелочного металлаalkali metal polyphosphate 31,5-88,931.5-88.9 ортофосфат щелочного металлаalkali metal orthophosphate 42,6-6,5342.6-6.53 сульфат щелочного металлаalkali metal sulfate 12,0-3,25 12.0-3.25 гидрокарбонат щелочного металлаalkali metal bicarbonate 8,3-1,278.3-1.27 гипохлорит щелочного металлаalkali metal hypochlorite 1,6-0,01 1.6-0.01 фторид щелочного металлаalkali fluoride 4,0-0,044.0-0.04
RU2020112323A 2020-03-26 2020-03-26 Corrosion and scaling inhibitor RU2732844C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020112323A RU2732844C1 (en) 2020-03-26 2020-03-26 Corrosion and scaling inhibitor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020112323A RU2732844C1 (en) 2020-03-26 2020-03-26 Corrosion and scaling inhibitor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2732844C1 true RU2732844C1 (en) 2020-09-23

Family

ID=72922499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020112323A RU2732844C1 (en) 2020-03-26 2020-03-26 Corrosion and scaling inhibitor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2732844C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2038420C1 (en) * 1993-08-12 1995-06-27 Государственное предприятие Научно-исследовательский институт синтетического каучука им.акад.С.В.Лебедева Method for inhibition of corrosion in water systems
UA20102A (en) * 1993-11-23 1997-12-25 Київський Політехнічний Інститут ??Method for corrosion prevention of industrial water supply equipment
RU2256727C1 (en) * 2003-10-13 2005-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Северодонецкий завод реагентов и водоочистного оборудования" (ООО "СЗ РВО") Corrosion and salt formation inhibitor (versions)
RU2509178C2 (en) * 2008-06-18 2014-03-10 Налко Компани Tungstate-based corrosion inhibitors

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2038420C1 (en) * 1993-08-12 1995-06-27 Государственное предприятие Научно-исследовательский институт синтетического каучука им.акад.С.В.Лебедева Method for inhibition of corrosion in water systems
UA20102A (en) * 1993-11-23 1997-12-25 Київський Політехнічний Інститут ??Method for corrosion prevention of industrial water supply equipment
RU2256727C1 (en) * 2003-10-13 2005-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Северодонецкий завод реагентов и водоочистного оборудования" (ООО "СЗ РВО") Corrosion and salt formation inhibitor (versions)
RU2509178C2 (en) * 2008-06-18 2014-03-10 Налко Компани Tungstate-based corrosion inhibitors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3928196A (en) Inhibition of scale deposition
US4409121A (en) Corrosion inhibitors
EP0544345B1 (en) Corrosion and/or scale inhibition
US3336221A (en) Method of inhibiting precipitation and scale formation
ES2317186T3 (en) INHIBITION OF INCRUSTATIONS AND CORROSION OF REFRIGERANT WATER.
DK146059B (en) PROCEDURE FOR PREVENTING CORROSION AND STANDING IN AQUATIC SYSTEMS, AND PREPARATIONS FOR USE THEREOF
US4617129A (en) Scale inhibition
KR102453174B1 (en) Compositions and methods for inhibiting corrosion
CA2283522C (en) Method for controlling scale using synergistic phosphonate blends
JPS59162999A (en) Synergistic scale and corrosion control mixture containing carboxylic acid/sulfonic acid polymer
Chirkunov et al. Corrosion inhibitors in cooling water systems
JPH05230676A (en) Synergistic combination of sodium silicate and orthophosphate for inhibiting corrosion of carbon steel
CN111051251B (en) Compositions and methods for inhibiting corrosion and scale
RU2732844C1 (en) Corrosion and scaling inhibitor
WO2015119528A1 (en) Inhibitor of metal corrosion and scaling
US5449476A (en) Stabilization of aminomethylene phosphonate scale inhibitors against degradation by bromine and chlorine biocides
JP2848672B2 (en) High-temperature water-based corrosion inhibitor
EP2961809A1 (en) Corrosion inhibitors for cooling water applications
JP5978711B2 (en) Iron corrosion control method
KR20060122166A (en) Treatment method for prevent scale formation of cooling water system
KR100310166B1 (en) Descaling agent and water treating program using the same
KR100285937B1 (en) Method for restraining scale formation and corrosion by using gluconate
CA1128402A (en) Water treatment
KR100315437B1 (en) Water treatment agent for preventing scale deposition in pipes and corrosion of pipes, and water treatment method using the same
RU2327650C1 (en) Composition for prevention of scaling and corrosion